36. Свойства глин как основного сырья для производства керамических материалов, минеральный и химический состав глин; компоненты, оказывающие влияние на свойства глин.

Сырьевую массу для изготовления керамических изделий обычно составляют из пластичных материалов (глины, каолины) и непластичных материалов (отощающих и выгорающих добавок/плавней). Глины и каолины объединяют общим названием — глинистые материалы. В производстве некоторых искусственных обжиговых материалов используют диатомиты, трепелы, а также шлаки, золы, сланцы в чистом виде или с добавкой глин, порообразующих и других добавок. Керамические свойства глин характеризуются пластичностью, связностью и связующей способностью, отношением к сушке и к действию высоких температур. Пластичность — способность глиняного теста деформироваться под влиянием внешних механических воздействий без нарушения сплошности (без разрыва или образования трещин) и сохранять полученную форму после прекращения этих воздействий. На этом свойстве и основана возможность формования изделий. Связность — усилие, необходимое для разъединения частиц глины. Как уже указывалось, связность глин обусловлена малой величиной и пластинчатой формой частиц глинистого вещества. Высокой связностью обладают глины, содержащие повышенное количество глинистых фракций. Воздушная усадка (усушка) глин —уменьшение размеров и объема сырцового изделия. В процессе сушки вода испаряется, толщина водных оболочек вокруг глинистых частиц сокращается и отдельные частицы глины сближаются между собой, в результате чего происходит воздушная усадка. Воздушную усадку выражают в процентах от первоначального размера сырцового изделия. Огневая усадка глин — изменение размеров и объема''при обжиге изделия. При обжиге наиболее легкоплавкие соединения глины переходят в состояние жидкости, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы и частично заполняет промежутки между ними. Огнеупорность — свойство глин выдерживать действие высокой температуры без деформации. Глины вследствие неоднородности состава не имеют определенной температуры плавления. При действии высоких температур они размягчаются и постепенно деформируются. По огнеупорности различают глины трех групп: огнеупорные (огнеупорность выше 1580 °С), тугоплавкие (1350...1580 °С) и легкоплавкие (ниже 1350 °С). К огнеупорным относятся каолинитовые глины, содержащие мало примесей. Минералы глин преимущественно представлены силикатами алюминия, железа и магния, относящимися к слоистым (или листовым) силикатам. Содержание кремнезема в таких глинах может иногда подниматься до 80%, что свидетельствует о их запесоченности. Лёссовидные суглинки содержат не более 10% глинистых частиц и до 50% пылеватой части (размеры 0,05—0,01 мм), вследствие чего связность таких материалов незначительна и применение их сопряжено с большими трудностями. Повышенное (48,6—73,2%) содержание известняка в глинах позволяет относить их к мергелям (пои 28.7—48,6% известняка - глинистый мергель); при повышенном содержании окиси железа (не менее 18%) в отмученной глине она относится к охрам; как первые, так и вторые редко используются в качестве сырья для строительной керамики. В частности, охры применяются для окрашивания глин и как вспучивающая добавка в производстве керамзита. Минералогический состав глин этой группы также весьма разнообразен: в очень многих глинах глинообразующими минералами являются каолинит и гидрослюда, в кембрийской - бейделлит и гидрослюда (около 60%), в кучинской - также бейделлит и гидрослюда (около 20%), в ташкентском лёссе—слюды 14,2%, каолинита 7,6%, известняка 20,2%, пылеобразного кварца 27,5%, остальное приходится на плагиоклаз, микроклин, гипс, магнезит. Свойства низкосортных глин можно улучшить, добавляя к ним небольшое количество глин повышенного качества. Глины тугоплавкие с низкой температурой спекания, пригодные для производства киелотоупоров и каменных керамических изделий, распространены довольно широко. Содержащийся в этих глинах в значительном количестве глинозем придает им тугоплавкость, а повышенное содержание плавней позволяет получить из них спекшееся изделие при температурах порядка 1150— 1200°. Увеличение содержания плавней, в особенности окиси кальция, и повышение содержания кремнезема в глинах соответственно снижает содержание глинозема.